2 entscheidende Probleme verhindern, dass der 3D-Druck den Massenmarkt erobert

Anfang des Jahrzehnts war der 3D-Druck in aller Munde. Zwar wurde die Technologie schon in den 80ern erstmals angewendet, doch eine Reihe von Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen war nötig, bis das Verfahren schließlich im Mainstream ankam. Die öffentliche Meinung lautete zeitweise, dass jeder Haushalt einen 3D-Drucker besitzen und viele Gebrauchsgegenstände einfach selbst drucken würde, anstatt sie irgendwo einzukaufen.

Wenn du dich nun einmal bei dir zu Hause umsiehst, dann wirst du dort mit sehr großer Wahrscheinlichkeit keinen 3D-Drucker finden. Auch in der Industrie wurde die Technologie nicht so angenommen, wie sich das der eine oder andere vorgestellt hat. Und die Aktien großer Hersteller wie Stratasys (WKN: A1J5UR) und 3D Systems (WKN: 888346) kommen seit Jahren nicht vom Fleck. Woran liegt das alles?

Ein Überblick

Zweifels ohne hat der 3D-Druck einige unschlagbare Vorteile. Er ermöglicht die Produktion von Teilen, die mit traditionellen Verfahren wie dem Stanzen oder dem Fräsen nicht herstellbar wären. Bei der Produktion fällt weniger Ausschuss an und die Zeit vom digitalen zum realen Prototypen verkürzt sich extrem.

Die Erstellung von Prototypen ist es auch, wo der 3D-Druck bisher am besten Fuß fassen konnte: ARK Invest schätzt, dass die Marktpenetration der Technologie hier bei 40 bis 50 % liegt. Angesichts des Marktpotenzials von nur 12,5 Mrd. Dollar steht aber auch fest, dass das große Geld gewiss nicht hier gemacht wird.

Interessanter sind Anwendungen in der Herstellung von Formen und Werkzeugen und schließlich in der Massenfertigung von Verbrauchsgütern. Hier beläuft sich die Marktdurchdringung ARK Invest zufolge auf nur 6 beziehungsweise 1 %, wobei die Märkte Gesamtpotenziale von 30 Mrd. und 490 Mrd. Dollar besitzen. Wachstumsspielraum für die Technologie ist also reichlich vorhanden.

Kostenprobleme und Materialermüdung

Woran liegt es, dass additive Fertigung bei Prototypen eine so gute Marktdurchdringung erfährt und diese abnimmt, je näher wir der Massenproduktion von Verbrauchsgütern kommen? Ein erster, wichtiger Faktor sind die Kosten.

Ein industrieller 3D-Drucker kostet trotz aller Verbesserungen der letzten Jahrzehnte immer noch einiges an Geld und arbeitet im Vergleich zu traditionellen Fertigungsverfahren sehr langsam. Auch die Pulver, aus denen die fertigen Teile schließlich gedruckt werden, sind nicht gerade günstig. Das führt zu hohen Kosten, die auch bei steigender Einsatzzeit nicht stark sinken.

Quelle: Eigene Darstellung

Eine traditionelle Produktionsanlage aufzubauen, kostet noch viel mehr, doch die Kosten verteilen sich bei zunehmender Produktionsmenge viel schneller. Der Einsatz von 3D-Druckern lohnt sich nur im Bereich links vom Schnittpunkt der blauen und der grünen Linie. Um die Serienfertigung mittels 3D-Drucker zu erreichen, müssten die Kosten sinken, sodass der Schnittpunkt der beiden Linien weit genug nach rechts wandert.

Ein weiterer Grund ist die Stärke (beziehungsweise Schwäche) des Materials. Forschungen haben gezeigt, dass 3D-gedruckte Metallstrukturen wesentlich schneller Zeichen von Materialermüdung zeigen als traditionell hergestellte. Das liegt daran, dass beim 3D-Druck kleine Unregelmäßigkeiten im Material entstehen, die du dir wie unfreiwillige Sollbruchstellen vorstellen kannst. Das limitiert selbstverständlich die Einsatzmöglichkeiten.

Gibt es trotzdem noch Chancen?

Der 3D-Druck besitzt schon heute seine Einsatzmöglichkeiten und eindeutige Vorteile gegenüber klassischen Herstellungsverfahren. Hohe Kosten und Materialschwäche halten die Technologie jedoch zurück.

Auf beiden Gebieten dürften mit der Zeit Fortschritte gemacht werden. Seit Jahrtausenden schmiedet und gießt die Menschheit Produkte aus vielen verschiedenen Materialien. In dieser Zeit hat sich natürlich ein großes Know-how herausgebildet.

Der 3D-Druck kann nicht auf eine solche Historie zurückblicken und steckt gewissermaßen noch in den Kinderschuhen. Wie bei jeder anderen Technologie auch werden beim 3D-Druck hohe Forschungsinvestitionen und gesammelte Erfahrungen dazu führen, dass wir ein besseres Verständnis von der Technologie bekommen. Da die Technologie noch ganz am Anfang steht, hilft uns das Wright’sche Gesetz bei der Realisierung von Effizienz- und/oder Kostenvorteilen. Dieses besagt, dass die Kosten einer bestimmten Technologie für jede Verdopplung der kumulierten Produktionsmenge um einen bestimmten, immer konstanten Prozentsatz sinken.

Es steht jedoch in den Sternen, wie viel Zeit und Geld nötig sein wird, um die Technologie für die Massenproduktion tauglich zu machen – und ob es überhaupt jemals so weit kommen wird.